太陽(yáng)能是重要的可再生能源,其高效利用己成為重要的研究課題。傳統(tǒng)上,太陽(yáng)能利用方式主要有光伏轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換。這兩種方式均受制于較低的太陽(yáng)能能流密度。采用聚光方式提高太陽(yáng)能的輻射能流密度,光熱利用時(shí)可提高集熱溫度,提高效率；光伏轉(zhuǎn)換時(shí)則可減少光伏電池用量,降低成本。而且聚光電池具有比平板光伏電池更高的光電轉(zhuǎn)換效率。因此,太陽(yáng)能的聚光利用具有良好的前景。然而某些類(lèi)型的聚光系統(tǒng)如碟式系統(tǒng)、槽式系統(tǒng)的焦斑能流分布不均,影響光伏電池轉(zhuǎn)換效率。因此研制具有均勻焦斑的低成本、高性能的新型聚光器在聚光光伏應(yīng)用中具有重要意義。聚光光伏發(fā)電的聚光倍數(shù)為數(shù)十至數(shù)百,且由于光伏電池僅能轉(zhuǎn)換特定光譜區(qū)間的太陽(yáng)輻射能,其余譜段的輻射能在電池內(nèi)耗散為廢熱,造成電池嚴(yán)重的熱負(fù)荷。對(duì)于光伏電池廢熱的利用,主要有光伏-熱水系統(tǒng)等傳統(tǒng)型電熱聯(lián)用系統(tǒng),利用冷卻介質(zhì)對(duì)光伏電池進(jìn)行冷卻,而冷卻流體則被加熱成熱流體以資利用。這種系統(tǒng)提高了太陽(yáng)能的綜合利用效率,但由于冷卻介質(zhì)溫度受限于光伏電池工作溫度,熱利用效率很低。光譜分頻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同光譜的太陽(yáng)輻射能的分配,因此在聚光光伏利用中可將能高效光伏轉(zhuǎn)換譜段的太陽(yáng)輻射輸送至光伏電池,將... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：124 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)表
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 太陽(yáng)能利用綜述
    1.3 太陽(yáng)能利用基礎(chǔ)理論
        1.3.1 經(jīng)典黑體輻射理論
        1.3.2 太陽(yáng)能接收器的表面熱輻射特性
        1.3.3 太陽(yáng)軌跡計(jì)算方法
        1.3.4 太陽(yáng)能聚光利用的熱力學(xué)解釋及非成像光學(xué)理論
    1.4 提高太陽(yáng)能利用效率、降低成本的若干途徑
        1.4.1 新型光伏器件
        1.4.2 光伏/光熱綜合利用
        1.4.3 太陽(yáng)能聚光器技術(shù)
    1.5 研究?jī)?nèi)容與方法
第2章 基于光譜分頻技術(shù)的太陽(yáng)能光伏/光熱綜合利用系統(tǒng)
    2.1 引言
    2.2 基于光譜分頻技術(shù)的太陽(yáng)能光伏/光熱綜合利用系統(tǒng)
    2.3 聚光器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.3.1 聚光器結(jié)構(gòu)參數(shù)幾何關(guān)系
        2.3.2 聚光器結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算
        2.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
    2.4 光學(xué)仿真分析
        2.4.1 熱接收器最佳安裝高度
        2.4.2 焦斑能流密度分布
    本章小結(jié)
第3章 CPV/T分頻利用系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究及光伏電池效率模型
    3.1 引言
    3.2 CPV/T分頻利用實(shí)驗(yàn)裝置
        3.2.1 太陽(yáng)能跟蹤裝置
        3.2.2 實(shí)際聚光系統(tǒng)的光學(xué)聚光比
        3.2.3 聚光焦斑能流均勻性
    3.3 聚光分頻利用系統(tǒng)中的光伏轉(zhuǎn)換
        3.3.1 光伏電池I-V特性曲線測(cè)試系統(tǒng)
        3.3.2 實(shí)驗(yàn)中采用的光伏器件
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        3.4.1 全光譜太陽(yáng)輻射
        3.4.2 單色光入射輻射
    3.5 光伏電池的效率模型
        3.5.1 光伏電池轉(zhuǎn)換效率影響因素分析
        3.5.2 光伏電池的內(nèi)部功率損耗
        3.5.3 聚光光伏的轉(zhuǎn)換效率模型
    本章小結(jié)
第4章 中高溫?zé)峤邮掌鬟x擇性吸收涂層性能分析
    4.1 引言
    4.2 太陽(yáng)能熱接收器的熱力學(xué)模型
    4.3 不同條件下熱接收器性能的熱力學(xué)分析
        4.3.1 太陽(yáng)輻射全光譜集熱
        4.3.2 無(wú)熱流輸出
        4.3.3 有熱流輸出
        4.3.4 太陽(yáng)能CPV/T分頻利用系統(tǒng)中的集熱
    4.4 案例分析：一種實(shí)際選擇性吸收涂層
    本章小結(jié)
第5章 CPV/T分頻利用系統(tǒng)光學(xué)部件優(yōu)化及最佳光譜匹配
    5.1 引言
    5.2 CPV/T分頻利用系統(tǒng)中的能流分配
    5.3 光學(xué)器件的最佳光譜分配及光譜性能優(yōu)化
        5.3.1 光伏轉(zhuǎn)換效率
        5.3.2 光熱利用子系統(tǒng)效率
        5.3.3 熱接收器涂層的最佳截止波長(zhǎng)
        5.3.4 最佳分頻位置的確定
    5.4 熱力學(xué)分析
        5.4.1 采用不同光伏電池時(shí)系統(tǒng)性能
        5.4.2 CPV和CPV/T分頻利用系統(tǒng)的性能比較
    本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
        6.1.1 結(jié)論
        6.1.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
    學(xué)術(shù)論文
    專利


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]與太陽(yáng)電池研究相適配的雙原點(diǎn)坐標(biāo)系[J]. 張忠政,程曉舫.  物理學(xué)報(bào). 2014(11)
[2]Thermodynamic analysis on medium-high temperature solar thermal systems with selective coatings[J]. HU Peng,LIU Yang,ZHANG Qian,CHEN ZeShao.  Science China（Technological Sciences）. 2013(12)
[3]條形平面鏡聚光器設(shè)計(jì)參數(shù)的分析及優(yōu)化[J]. 張輝,王一平,朱麗,孫勇.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2013(11)
[4]Optical analysis of a hybrid solar concentrating Photovoltaic /Thermal （CPV/T） system with beam splitting technique[J]. HU Peng,ZHANG Qian,LIU Yang,SHENG ChunChen,CHENG XiaoFang,CHEN ZeShao.  Science China（Technological Sciences）. 2013(06)
[5]真空管式太陽(yáng)能集熱器研究最新進(jìn)展[J]. 李建昌,侯雪艷,王紫瑄,吳雋稚,巴德純.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(10)
[6]非平衡態(tài)輻射場(chǎng)能量狀態(tài)參數(shù)的表征[J]. 陳則韶,胡芃,莫松平,王剛.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2012(06)
[7]具有均勻照度的高倍太陽(yáng)能聚光器[J]. 曾飛,李洪濤,郝智彪,韓彥軍,羅毅.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2012(02)
[8]太陽(yáng)能等照度帶聚焦菲涅耳透鏡研究[J]. 王剛,陳則韶,胡芃,程曉舫,莫松平,江守利.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2012(01)
[9]拋物碟式太陽(yáng)能聚光器的聚光特性分析與設(shè)計(jì)[J]. 王云峰,季杰,何偉,陳海飛.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2012(01)
[10]Ag-Al2O3太陽(yáng)能選擇性吸收涂層的研制[J]. 王泉河,徐剛,徐雪青,黃春明.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2011(12)

碩士論文
[1]大范圍太陽(yáng)光線跟蹤傳感器及跟蹤方法的研究[D]. 夏小燕.河海大學(xué) 2007



本文編號(hào)：2960267